(57)【要約】  本発明は、電池セル蓋と、シールリングと、電池セルケースとを含むボタン型リチウム電池セル用シール構造を提供する。電池セル蓋は、縁取り構造を含み、縁取り構造に第１の縁取りと、第２の縁取りと、第３の縁取りとが形成され、第３の縁取りに縁取り部分と封口部分が形成され、電池セルケースは、シールエッジ構造を有し、シールエッジ構造に第１のシールエッジ、第２のシールエッジ、第３のシールエッジ及び第４のシールエッジが形成され、第１の縁取りと第４のシールエッジは、シールリングにより互いに当接され、第２の縁取りと第３のシールエッジは、シールリングにより互いに当接され、第３の縁取りの縁取り部分と第２のシールエッジは、シールリングにより互いに当接され、第３の縁取りの封口部分と第１のシールエッジは、シールリングにより互いに当接されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セル蓋と、シールリングと、電池セルケースとを含むボタン型リチウム電池セル用シール構造であって、
前記電池セル蓋は、縁取り構造を含み、前記縁取り構造は、順次連結されている第１の縁取りと、第２の縁取りと、第３の縁取りとを含み、前記第３の縁取りに縁取り部分と封口部分が形成され、前記第１の縁取りは、円柱側面構造であり、前記第２の縁取りは、円錐側面構造であり、前記縁取り部分は、円柱側面構造であり、前記封口部分は、円錐側面構造であり、
前記電池セルケースは、シールエッジ構造を含み、前記シールエッジ構造は、順次連結されている第１のシールエッジと、第２のシールエッジと、第３のシールエッジと、第４のシールエッジとを含み、前記第１のシールエッジ及び前記第３のシールエッジは、ともに円錐側面構造であり、前記第２のシールエッジ及び前記第４のシールエッジは、ともに円柱側面構造であり、
前記第１の縁取りと前記第４のシールエッジは、前記シールリングにより互いに当接され、前記第２の縁取りと前記第３のシールエッジは、前記シールリングにより互いに当接され、前記第３の縁取りの縁取り部分と前記第２のシールエッジは、前記シールリングにより互いに当接され、前記第３の縁取りの封口部分と前記第１のシールエッジは、前記シールリングにより互いに当接されている、ボタン型リチウム電池セル用シール構造。
【請求項２】
巻芯を更に含み、前記巻芯は、前記電池セル蓋と前記電池セルケースにより形成されたシールキャビティ内に収容されている、請求項１に記載のボタン型リチウム電池セル用シール構造。
【請求項３】
前記電池セル蓋は、第１の端が開いて第２の端が閉じた中空円筒体構造である、請求項１に記載のボタン型リチウム電池セル用シール構造。
【請求項４】
前記電池セルケースは、第１の端が開いて第２の端が閉じた中空円筒体構造である、請求項１に記載のボタン型リチウム電池セル用シール構造。
【請求項５】
前記第１の縁取り、前記第２の縁取り及び前記第３の縁取りが一体成形されている、請求項１に記載のボタン型リチウム電池セル用シール構造。
【請求項６】
前記第１のシールエッジ、前記第２のシールエッジ、前記第３のシールエッジ及び前記第４のシールエッジが一体成形されている、請求項１に記載のボタン型リチウム電池セル用シール構造。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のボタン型リチウム電池セル用シール構造を用いたボタン型リチウム電池セル用シール方法であって、
前記シールリングを前記電池セルケースに嵌合すること、
前記第１の縁取りと前記第４のシールエッジとが前記シールリングにより互いに当接され、前記第２の縁取りと前記第３のシールエッジとが前記シールリングにより互いに当接され、前記第３の縁取りの縁取り部分と前記第２のシールエッジとが前記シールリングにより互いに当接されるように、前記電池セル蓋を前記電池セルケースに蓋着すること、及び
前記第３の縁取りの封口部分と前記第１のシールエッジとが前記シールリングにより互いに当接されるように、前記第３の縁取りの封口部分に対して縁曲げ・収縮を行うことを含む、ボタン型リチウム電池セル用シール方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボタン型リチウム電池セルの技術分野に関し、例えば、ボタン型リチウム電池セル用シール構造及びシール方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、従来のボタン型リチウム電池セル１０の電池セルを封口する前の断面図であり、従来のボタン型リチウム電池セル１０は、電池セル蓋１００（図３に示す）と、シールリング２００（図４に示す）と、電池セルケース３００（図５に示す）と、巻芯４００とを含む。従来のボタン型リチウム電池セル１０の組み立て工程は以下の通りである。まず、シールリング２００を電池セルケース３００に嵌合した後、巻芯４００の負極タブを電池セルケース３００に半田付け、巻芯４００の正極タブを電池セル蓋１００に半田付ける。次に、巻芯４００を電池セルケース３００内に入れて電池セル蓋１００を被せる。最後に、専用デバイスを用いて電池セル蓋１００に対して封口を行う（図２に示す）。
【０００３】
このようなボタン型リチウム電池セル１０は、電池セルケース３００の開口縁から０．７ｍｍの箇所で半径が０．３５ｍｍのケース円弧溝３１０が形成され、電池セル蓋１００の開口縁から１．３ｍｍの箇所で半径が０．５ｍｍの蓋体円弧溝１１０が形成されている。ケース円弧溝３１０及び蓋体円弧溝１１０のサイズが小さすぎるため、加工精度の保証が困難であり、特に専用デバイスを用いて回転して封口する場合（図２に示す）、電池セル蓋１００が回転・封口工程中に揺動する。ケース円弧溝３１０のサイズが小さすぎてカッターのようにシールリング２００に切削するため、シールリング２００が損傷して破損し易く、液漏れをもたらし、このようなボタン型リチウム電池セル１０はそのまま廃棄されることになる。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、シールリングが封口工程中に損傷・破損することによる液漏れを防止することで、全体のシール性を向上させるボタン型リチウム電池セル用シール構造及びシール方法を提供する。
【０００５】
電池セル蓋と、シールリングと、電池セルケースとを含むボタン型リチウム電池セル用シール構造であって、
前記電池セル蓋は、縁取り構造を含み、前記縁取り構造は、順次連結されている第１の縁取りと、第２の縁取りと、第３の縁取りとを含み、前記第３の縁取りに縁取り部分と封口部分が形成され、前記第１の縁取りは、円柱側面構造であり、前記第２の縁取りは、円錐側面構造であり、前記縁取り部分は、円柱側面構造であり、前記封口部分は、円錐側面構造であり、
前記電池セルケースは、シールエッジ構造を含み、前記シールエッジ構造には、順次連結されている第１のシールエッジ、第２のシールエッジ、第３のシールエッジ及び第４のシールエッジが形成され、前記第１のシールエッジ及び前記第３のシールエッジは、ともに円錐側面構造であり、前記第２のシールエッジ及び前記第４のシールエッジは、ともに円柱側面構造であり、
前記第１の縁取りと前記第４のシールエッジは、前記シールリングにより互いに当接され、前記第２の縁取りと前記第３のシールエッジは、前記シールリングにより互いに当接され、前記第３の縁取りの縁取り部分と前記第２のシールエッジは、前記シールリングにより互いに当接され、前記第３の縁取りの封口部分と前記第１のシールエッジは、前記シールリングにより互いに当接されている、ボタン型リチウム電池セル用シール構造。
【０００６】
オプションとして、巻芯を更に含み、前記巻芯は、前記電池セル蓋と前記電池セルケースにより形成されたシールキャビティ内に収容されている。
【０００７】
オプションとして、前記電池セル蓋は、第１の端が開いて第２の端が閉じた中空円筒体構造である。オプションとして、前記電池セルケースは、第１の端が開いて第２の端が閉じた中空円筒体構造である。
【０００８】
オプションとして、前記第１の縁取り、前記第２の縁取り及び前記第３の縁取りが一体成形されている。
【０００９】
オプションとして、前記第１のシールエッジ、前記第２のシールエッジ、前記第３のシールエッジ及び前記第４のシールエッジが一体成形されている。
【００１０】
上記したボタン型リチウム電池セル用シール構造を用いたボタン型リチウム電池セル用シール方法であって、
前記シールリングを前記電池セルケースに嵌合すること、
前記第１の縁取りと前記第４のシールエッジとが前記シールリングにより互いに当接され、前記第２の縁取りと前記第３のシールエッジとが前記シールリングにより互いに当接され、前記第３の縁取りの縁取り部分と前記第２のシールエッジとが前記シールリングにより互いに当接されるように、前記電池セル蓋を前記電池セルケースに蓋着すること、及び前記第３の縁取りの封口部分と前記第１のシールエッジとが前記シールリングにより互いに当接されるように、前記第３の縁取りの封口部分に対して縁曲げ・収縮を行うことを含む、ボタン型リチウム電池セル用シール方法。
【００１１】
本発明に係るボタン型リチウム電池セル用シール構造及びシール方法は、シールリングが封口工程中に損傷・破損することによる液漏れを防止することで、全体のシール性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、関連技術に係るボタン型リチウム電池セルの封口前の断面図である。
【図２】図２は、関連技術に係るボタン型リチウム電池セルの封口後の断面図である。
【図３】図３は、図１に示す関連技術に係るボタン型リチウム電池セルの電池セル蓋の断面図である。
【図４】図４は、図１に示す関連技術に係るボタン型リチウム電池セルのシールリングの断面図である。
【図５】図５は、図１に示す関連技術に係るボタン型リチウム電池セルの電池セルケースの断面図である。
【図６】図６は、一実施例に係るボタン型リチウム電池セル用シール構造の封口前の断面図である。
【図７】図７は、一実施例に係るボタン型リチウム電池セル用シール構造の封口後の断面図である。
【図８】図８は、図６に示すボタン型リチウム電池セル用シール構造の電池セル蓋の断面図である。
【図９】図９は、図６に示すボタン型リチウム電池セル用シール構造のシールリングの断面図である。
【図１０】図１０は、図６に示すボタン型リチウム電池セル用シール構造の電池セルケースの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
なお、素子が他の素子に「固定される」と称される場合、当該素子は他の素子上に直接あっても良いが、それらの間に介在する素子が存在しても良い。素子が他の素子に「連結される」と考えられる場合、当該素子は他の素子に直接連結されても良いが、それらの間に介在する素子が同時に存在しても良い。本明細書に使用する用語「垂直的」、「水平的」、「左」、「右」及び類似する表現は単に説明するためのものに過ぎず、唯一の実施形態を表すものではない。
【００１４】
別途定義されない限り、本明細書に使用する全ての技術的用語及び科学的用語は、本発明の技術分野に属する当業者が通常理解できるものと同じ意味を有する。本明細書において、本実施例の説明書に使用する用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００１５】
図６及び図７に示すように、ボタン型リチウム電池セル用シール構造２０は、電池セル蓋５００と、シールリング６００と、電池セルケース７００とを含む。本実施例において、電池セル蓋５００及び電池セルケース７００は、ともに第１の端が開いて第２の端が閉じた中空円筒体構造である。オプションとして、ボタン型リチウム電池セル用シール構造２０は、巻芯８００を更に含み、巻芯８００は、電池セル蓋５００と電池セルケース７００により形成されたシールキャビティ内に収容される。
【００１６】
図８に示すように、電池セル蓋５００は、縁取り構造５１０を含み、縁取り構造５１０には、順次連結されている第１の縁取り５２１、第２の縁取り５２２及び第３の縁取り５２３が形成され、第３の縁取り５２３に縁取り部分５２３ａ及び封口部分５２３ｂが形成され、第１の縁取り５２１は、円柱側面構造であり、第２の縁取り５２２は、円錐側面構造であり、縁取り部分５２３ａは、円柱側面構造であり、封口部分５２３ｂは、円錐側面構造である。オプションとして、本実施例において、当該円柱側面構造は、中空の円柱状構造であり、当該円錐側面構造は、中空で両端が開口している円錐台状構造であり、即ち、当該第１の縁取り５２１は、中空で一端が開口している円柱状構造であり、当該第２の縁取り５２２は、中空で両端が開口している円錐台状構造であり、当該縁取り部分５２３ａは、中空で両端が開口している円筒状構造であり、当該封口部分５２３ｂは、中空で両端が開口している円錐台状構造である。
【００１７】
図１０に示すように、電池セルケース７００は、シールエッジ構造７１０を含み、シールエッジ構造７１０には、順次連結されている第１のシールエッジ７２１、第２のシールエッジ７２２、第３のシールエッジ７２３及び第４のシールエッジ７２４が形成され、第１のシールエッジ７２１及び第３のシールエッジ７２３は、ともに円錐側面構造であり、第２のシールエッジ７２２及び第４のシールエッジ７２４は、ともに円柱側面構造である。
【００１８】
第１の縁取り５２１と第４のシールエッジ７２４は、シールリング６００により互いに当接され、第２の縁取り５２２と第３のシールエッジ７２３は、シールリング６００により互いに当接され、第３の縁取り５２３の縁取り部分５２３ａと第２のシールエッジ７２２は、シールリング６００により互いに当接され、第３の縁取り５２３の封口部分５２３ｂと第１のシールエッジ７２１は、シールリング６００により互いに当接されている。
【００１９】
本実施例において、縁取り構造５１０は、順次連結されている第１の縁取り５２１と、第２の縁取り５２２と、第３の縁取り５２３とを含み、第３の縁取り５２３に縁取り部分５２３ａ及び封口部分５２３ｂが形成され、シールエッジ構造７１０は、順次連結されている第１のシールエッジ７２１と、第２のシールエッジ７２２と、第３のシールエッジ７２３と、第４のシールエッジ７２４とを含む。電池セル蓋５００を電池セルケース７００に蓋着する場合、第１の縁取り５２１と第４のシールエッジ７２４は、互いに当接され、第２の縁取り５２２と第３のシールエッジ７２３は、互いに当接され、第３の縁取り５２３の縁取り部分５２３ａは、第２のシールエッジ７２２に当接され、第３の縁取り５２３の封口部分５２３ｂは、第１のシールエッジ７２１に当接されていることで、縁取り構造５１０とシールエッジ構造７１０との間にあるシールリング６００を圧着して、シール効果を実現させる。
【００２０】
図９に示すように、シールリング６００における６３０構造には、順次連結されている第１のシール面、第２のシール面、第３のシール面及び第４のシール面が形成されている。オプションとして、第１のシール面が第１の縁取り５２１と第４のシールエッジ７２４との間に押し込まれ、第２のシール面が第２の縁取り５２２と第３のシールエッジ７２３との間に押し込まれ、第３のシール面が第３の縁取り５２３の縁取り部分５２３ａと第２のシールエッジ７２２との間に押し込まれ、第４のシール面が第３の縁取り５２３の封口部分５２３ｂと第１のシールエッジ７２１との間に押し込まれている。
【００２１】
オプションとして、第２の縁取り５２２と封口部分５２３ｂは、縁曲げ・収縮して封口される際に正逆双方向の円錐側面の締結シール構造が形成されている（図８に示す）。オプションとして、第１のシールエッジ７２１と第３のシールエッジ７２３は、正逆双方向の円錐側面の締結シール構造（図１０に示す）も形成され、このような構造でより効果的な位置決め作用を奏し、封口部分５２３ｂが回転して縁曲げ・収縮する封口工程での揺動を減少させる。さらに、正逆双方向の円錐側面の締結シール構造がシールリング６００における６３０構造を押し付けることで、シールリング６００における６３０構造を変形させて、より効果的なシール効果を奏し、同時に電池セルケース７００と、シールリング６００と、電池セル蓋５００との係合安定性を向上させることが重要である。
【００２２】
縁取り構造５２０は、順次連結されている第１の縁取り５２１と、第２の縁取り５２２と、第３の縁取り５２３とを含み、第１の縁取り５２１、第２の縁取り５２２及び第３の縁取り５２３の間に凹凸構造が形成されるとともに、シールエッジ構造７２０は、順次連結されている第１のシールエッジ７２１と、第２のシールエッジ７２２と、第３のシールエッジ７２３と、第４のシールエッジ７２４とを含み、第１のシールエッジ７２１、第２のシールエッジ７２２、第３のシールエッジ７２３及び第４のシールエッジ７２４にも凹凸構造が形成されている。シールリング６００における６３０構造が縁取り構造５２０とシールエッジ構造７２０との間に圧着される場合、凹凸構造が存在するため、シールリング６００における６３０構造と電池蓋５００及び電池セルケース７００との接触面積がより大きくなり、シール面積が大きくなり、シール効果がより良くなる。シールリング６００は、縁取り構造５２０とシールエッジ構造７２０との間の気密性を向上させ、液漏れの発生を防止する。
【００２３】
第１の縁取り５２１、第２の縁取り５２２及び第３の縁取り５２３の間に形成された凹凸構造と、第１のシールエッジ７２１、第２のシールエッジ７２２、第３のシールエッジ７２３及び第４のシールエッジ７２４に形成された凹凸構造とは、互いに嵌合しており、突起構造が凹溝構造内に落ち込み、ギア係止構造を形成することで、電池セル蓋５００が電池セルケース７００に強固に係合され、抜け落ちにくいため、係合安定性を向上させる。
【００２４】
図８に示すように、第３の縁取り５２３は、封口部分５２３ｂを含み、電池セル蓋５００を電池セルケース７００に蓋着する場合、専用デバイスによって第３の縁取り５２３の封口部分５２３ｂに対して縁曲げ・収縮を行い（図７に示す）、封口を実現することで、係合安定性を更に向上させる。
【００２５】
第１の縁取り５２１は円柱状であり、第２の縁取り５２２は円錐台状であり、縁取り部分５２３ａは円柱状であり、封口部分５２３ｂは円錐台状である。このような構造は、円弧溝が開設された従来設計に比べて、縁取り構造５２０に鋭利なカッター型突起が生じることなく、同様に、シールエッジ構造７２０にも鋭利なカッター型突起が生じることなく、シールリング６００における６３０構造に対する損傷や、シールリング６００における６３０構造に対する損傷・破損の発生を防止する。最終組立の段階では、専用デバイスを用いて第３の縁取り５２３の封口部分５２３ｂに対して縁曲げ・収縮を行うことで、固定を実現させる。封口部分５２３ｂが縁曲げ・収縮工程中にシールリング６００における６３０構造を切削しても、シールリング６００における６３０構造の後部分の微小部分に影響を及ぼすだけであり、全体に対しては重大な影響を及ぼさない。
【００２６】
本実施例において、シールリング６００は、縁取り構造５２０とシールエッジ構造７２０との連結箇所から突出する突出端６２０構造（図７に示す）を含むことで、電池セルケース５００と電池セル蓋７００との接触に起因する電池セル短絡の発生を更に効果的に防止する。
【００２７】
オプションとして、シールリング６００は、予備位置決めリング構造６１０を更に含み、予備位置決めリング構造６１０は、第４のシールエッジ７２４の一端面に弾性嵌設されている。予備位置決めリング構造６１０を設置することで、シールリング６００に対する予備固定が設置され、即ち、シールリング６００は、予備位置決めリング構造６１０が電池セルケース７００の第４のシールエッジ７２４の一端面に嵌設されることにより、シールリング６００の脱落を防止する。このように、電池セル蓋５００を電池セルケース７００に蓋着する後続工程を行って安定したシール効果を実現させるための準備をしておく。
【００２８】
本実施例は、上記したボタン型リチウム電池セル用シール構造２０を用いたボタン型リチウム電池セル用シール方法であって、当該方法は、
シールリング６００を電池セルケース７００に嵌合すること、
第１の縁取り５２１と第４のシールエッジ７２４とがシールリング６００により互いに当接され、第２の縁取り５２２と第３のシールエッジ７２３とがシールリング６００により互いに当接され、第３の縁取り５２３の縁取り部分５２３ａと第２のシールエッジ７２２とがシールリング６００により互いに当接されるように、電池セル蓋５００を電池セルケース７００に蓋着すること、及び
第３の縁取り５２３の封口部分５２３ｂと第１のシールエッジ７２１とがシールリング６００により互いに当接されるように、第３の縁取り５２３の封口部分５２３ｂに対して縁曲げ・収縮を行うことを含むボタン型リチウム電池セル用シール方法を更に提供する。
【００２９】
本実施例に係るボタン型リチウム電池セル用シール構造２０は、電池セル蓋５００、シールリング６００、電池セルケース７００を設置し、特に電池セル蓋５００の縁取り構造５２０及び電池セルケース７００のシールエッジ構造７２０に対して最適化を行うことにより、シールリング６００が封口工程中に損傷・破損することによる液漏れを防止することで、全体のシール性を向上させる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明に係るボタン型リチウム電池セル用シール構造は、シールリングが封口工程中に損傷・破損することによる液漏れを防止することができるため、全体のシール性を向上させる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
2019523520.tif 000013
2019523520.tif 000014
2019523520.tif 000015
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